Ученые нашли способ охлаждать жидкость лазером

Физики придумали способ охлаждать жидкости до очень низких температур посредством лазера. Жидкости, в свою очередь, прелагается использовать для охлаждения микросхем и избирательного выключения клеток в организме или мозге человека.

Лазерные системы охлаждения используются в ядерной физике, а также в исследованиях квантовых свойств микромира, пишет агентство РИА. С помощью лазерных ловушек можно достичь температур, близких к абсолютному нулю, чего не могут гарантировать другие методы охлаждения. Высокая развитость этой технологии не сумела адаптировать ее для работы в жидкой среде. Ученые решили эту проблему путем создания особых кристаллов из соединения иттербия, иттрия, лития и фтора, взаимодействующих с лазерным излучением.

При облучении лазером атомы материи, на которую направлен его луч, поглощают фотоны его излучения, часть которых испускается обратно с более высокой частотой при некоторых условиях. Для этого необходима дополнительная энергия, которую можно извлечь из тепловых колебаний атомов. В итоге облучение лазером охлаждает материю, а не нагревает ее. Этот эффект называется антистоксовой люминесценцией и широко используется в системах лазерного охлаждения атомов.

Подобного эффекта очень тяжело добиться, поскольку вода очень хорошо поглощает инфракрасное излучение, которое вырабатывает сам лазер и иттриевые кристаллы, нагревающие ее. Этот нагрев удалось нейтрализовать путем подбора особой формы и структуры кристаллов. Небольшой кристалл формы двух склеенных пирамид с обрубленными вершинами, способен охладить воду на 15 градусов и ниже в случае облучения инфракрасным лазером.